Varför fräter syror och baser
Syror har förmågan att lösa upp oädla metaller och är generellt frätande. När en syra avger en proton till ett annat ämne, säger man att syran har genomgått protolys eller deprotonering. Det är också korrekt att beskriva detta som att syran är protolyserad eller deprotonerad.
Starka och svaga syror och baser
Detta beror på att protonövergångar till det reagerande materialet bryter ned eller ökar dess vattenlöslighet. När man löser en stark syra i vatten avger de flesta syramolekylerna sina protoner till vattnet. Alla dessa syror har förmågan att lösa upp metaller, dock kan exempelvis guld inte lösas av någon av dessa syror om de endast tillåts att verka ensamma.
Blandar man däremot saltsyra och salpetersyra erhåller man kungsvatten, som kan lösa också guld. Svavelsyra är en tvåprotonig syra, vilket innebär att den kan avge protoner i två steg. Först avges en proton från den starka svavelsyran och kvar finns en vätesulfatjon, HSO4—, vilken är en svag syra men också en jon.
Syror och baser, del 1
På grund av detta blir pH-värdet inte lika lågt som om man hade löst en stark syra i vattnet. En svag syra orsakar att pH i lösningen inte ökar i så stor utsträckning som det skulle göra om man försökte öka pH genom tillsats av en bas. När protoner försvinner från lösningen så frigörs protoner från den svaga syran och pH ökar långsammare. I många fall kan metalljoner fungera som syror genom att binda upp vattenmolekyler och sedan frigöra en vätejon från en av dessa.
joner: syror och baser
Ett exempel är aluminiumjonen, som i vattenlösning först bildar komplex med vattenmolekyler och sedan kan deprotonera en av vattenmolekylerna för att öka surheten i lösningen:. För att beskriva syrans styrka används syrakonstanten, vanligtvis betecknad som Ka. Eftersom värdena för Ka är små, används ofta minuslogaritmering för att ge pKa-värden som är mer hanterbara och ger siffror i en mer praktisk omfattning.
Ju mindre pKa-värdet är, desto mer av syran protolyseras och frigör protoner. En bas är en substans som har en tendens att ta upp protoner från andra ämnen i dess närhet.
Syror och baser
För att kunna ta upp en proton måste en bas ha ett fritt elektronpar. OH- hydroxidjonen är det som ger vatten dess basiska egenskaper. Baser är frätande och har en tendens att lösa upp organisk vävnad. Om man får bas på huden kan det kännas tvåligt eftersom basen bryter ner fettet i huden genom basisk esterhydrolys och skapar fettsyror som liknar de i tvål. Vid arbete med baser är det viktigt att alltid bära skyddsglasögon, eftersom baser snabbt kan orsaka skador på ögonen, även vid låga koncentrationer.
Den enda relevanta starka basen som studeras i gymnasiekemin är natriumhydroxid NaOH. Eftersom detta är en jonförening sker ingen kemisk reaktion när den löses upp i vatten, till skillnad från de starka syrorna som visades ovan. När man löser en svag bas i vatten tar bara en del av basmolekylerna upp protoner från vattnet, vilket resulterar i att pH inte blir lika högt som om man hade löst en stark bas i samma vattenlösning.
Ammoniak fungerar som en svag bas och påverkar pH-värdet i lösningen i mindre omfattning än en stark bas. När fler protoner dyker upp i lösningen tas de upp av den svaga basen vilket resulterar i en långsam minskning av pH-värdet. För att beskriva en bas kan man använda baskonstanten Kb för basen i sig eller syrakonstanten Ka för basens korresponderande syra. Att använda Ka ger möjligheten att enkelt jämföra styrkan hos olika syror.
Om en bas och en syra blandas, kan man enkelt se vilken av syran eller basens korresponderande syra som kommer att bli protonerad. Syror och baser spelar viktiga roller i kemiska reaktioner. För att förstå deras funktioner är det första steget att lära sig vad pH är och hur det påverkar syrornas och basernas egenskaper. Trots att pH-skalan oftast sägs omfatta värden från 0 till 14, kan tal både över och under dessa förekomma.
Detta kan uppnås med följande formel:.